醋酸解離度和解離常數的測定

實驗目的 

1. 了解用pH計測定醋酸解離常數的原理和方法。 

2. 學會(hui) 酸式滴定管及pHS-25型pH計的正確使用。 

實驗原理 

配製一係列已知濃度的醋酸溶液，在一定的溫度下，用pH計測定它們(men) 的pH值，根據pH= -lg[C(H+)/C0]，計算C(H+)，代入平衡常數關(guan) 係式，可求得一係列( HAc)值，其平均值即為(wei) 該溫度下的解離常數。 

儀(yi) 器、藥品及材料 

儀(yi) 器：pHS-25型pH計，複合電極，燒杯（50mL，4個(ge) ），酸式滴定管（50mL，2支） 

藥品：HAc(0.1000mol·L-1) 

材料：碎濾紙、標準緩衝(chong) 溶液 

實驗內(nei) 容及步驟 

1. 配製係列已知濃度的醋酸溶液 

取5隻幹燥的50 mL燒杯，編號後，按表5-1用量，用酸式滴定管量取已知濃度的醋酸溶液（由實驗室提供），配製不同濃度的醋酸溶液。 

2. 醋酸溶液pH值的測定 

用pHS-25型pH計，按醋酸濃度由稀到濃的次序測定1~5號HAc溶液的pH值，記錄在表5-1中。 

3. 數據處理  計算表5-1中各項的值，計算出實驗室溫度時，HAc的解離常數，求算相對誤差並分析產(chan) 生的原因。 

表5-1  實驗數據處理表 

實驗結果：實驗溫度時，醋酸的平衡常數為(wei) ： 

(HAc) =（

1 +

2 +

3 +

4 +

5）÷5 

誤差分析：求算相對誤差，並分析誤差產(chan) 生的原因。 

（文獻值：25℃時 

(HAc) =1.75×10-5） 

預習(xi) 要求： 按表5-2中HAc和H2O的體(ti) 積，溶液的溫度：25℃，HAc溶液的濃度：0.1000mol·L-1，

(HAc) = 1.75×10-5，計算各溶液的pH值。 

表5-2  預習(xi) 數據表 

思考題  

1. 不同濃度的HAc溶液的解離度α是否相同，為(wei) 什麽(me) ？ 

2. 測定不同濃度HAc溶液的pH值時，為(wei) 什麽(me) 按由稀到濃的順序？ 

3. 若HAc溶液濃度很稀，能否應用下列近似公式： 

( HAc) ≈ C2(H+)/C(HAc)    求解離常數？為(wei) 什麽(me) ？ 

相關(guan) 鏈接：醋酸解離度和解離常數的測定的其他方法 

 （1）緩衝(chong) 溶液法 

根據緩衝(chong) 溶液的計算公式：pH = pKa - lg｛C(HAc)/C(Ac-)｝ 

若C(HAc) = C(Ac-)，則上式簡化為(wei) pH = pKa   

由於(yu)  pKa = - lg Ka   因而，如果將HAc溶液分為(wei) 體(ti) 積相等的兩(liang) 部分，其中一部分用NaOH溶液滴定至終點（此時HAc幾乎*轉化為(wei) Ac-），再與(yu) 另一部分HAc溶液混合，即形成緩衝(chong) 溶液，測定該混合溶液的pH值，即可得到HAc溶液的解離常數Ka。測定時無需知道HAc溶液和NaOH溶液的濃度。 

（2）電導率法 

    電解質溶液是離子電導體(ti) ，在一定溫度時，電解質溶液的電導（電阻的倒數）λ為(wei) ：  

                      λ = κA/l                            

式中κ為(wei) 電導率（電阻的倒數），表示長度l為(wei) 1m、截麵積A為(wei) 1m2 導體(ti) 的電導；單位為(wei) S·m-1。電導的單位為(wei) S [西（門子）]。 

在一定溫度下，電解質溶液的電導λ與(yu) 溶質的性質及其濃度c有關(guan) 。為(wei) 了便於(yu) 比較不同溶質的溶液的電導，常采用摩爾電導λm。它表示在相距1㎝的兩(liang) 平行電極間，放置含有1單位物質的量電解質的電導，其數值等於(yu) 電導率κ乘以此溶液的全部體(ti) 積。若溶液的濃度為(wei) c（mol·L-1）,則含有1單位物質的量電解質的溶液體(ti) 積V=10-3/c（m3·mol-1），於(yu) 是溶液的摩爾電導為(wei)  

λm=κV=10-3κ/c 

λm的單位為(wei) S·m2·mol-1。 

   根據稀釋定律，若電解質溶液的濃度c越小，若電解質的解離度α越大，無限稀釋時，若電解質也可看作是*解離的，即此時的α =。從(cong) 而可知，一定溫度下，某濃度c的摩爾電導λm與(yu) 無限稀釋時的摩爾電導λm，∞之比，即為(wei) 該若電解質的解離度： 

α =λm/λm，∞ 

不同溫度時，HAc的λm，∞值如表5.3所示。 

表5.3  不同溫度下HAc無限稀釋時的摩爾電導λm，∞

籍電導率儀(yi) 測定一係列已知起始濃度的HAc溶液的κ值，根據上麵的公式，即可求得所對應的解離度α ，也可得： 

Ka = C0λm2/{λm，∞（λm，∞-λm）} 

根據上式，可求得HAc的解離常數Ka 。